ČO JE POLOVODIČ?
Polovodičová súčiastka je elektronická súčiastka, ktorá využíva elektrickú vodivosť, ale má vlastnosti medzi vodičom, napríklad meďou, a izolantom, napríklad sklom. Tieto zariadenia využívajú elektrickú vodivosť v pevnom stave na rozdiel od plynného stavu alebo termionickej emisie vo vákuu a vo väčšine moderných aplikácií nahradili vákuové trubice.
Najbežnejšie použitie polovodičov je v integrovaných obvodoch. Naše moderné výpočtové zariadenia vrátane mobilných telefónov a tabletov môžu obsahovať miliardy drobných polovodičov spojených na jednotlivých čipoch, ktoré sú všetky prepojené na jednom polovodičovom plátku.
Vodivosť polovodiča sa dá manipulovať niekoľkými spôsobmi, napríklad zavedením elektrického alebo magnetického poľa, vystavením svetlu alebo teplu, alebo mechanickou deformáciou dopovanej monokryštalickej kremíkovej mriežky. Hoci technické vysvetlenie je dosť podrobné, práve manipulácia s polovodičmi umožnila našu súčasnú digitálnu revolúciu.
AKO SA HLINÍK POUŽÍVA V POLOVODIČOCH?
Hliník má mnoho vlastností, vďaka ktorým je primárnou voľbou pre použitie v polovodičoch a mikročipoch. Napríklad hliník má vynikajúcu priľnavosť k oxidu kremičitému, hlavnej zložke polovodičov (odtiaľ Silicon Valley dostalo svoje meno). Jeho elektrické vlastnosti, a to nízky elektrický odpor a vynikajúci kontakt s drôtenými spojmi, sú ďalšou výhodou hliníka. Dôležité je aj to, že hliník sa ľahko štruktúruje procesmi suchého leptania, čo je kľúčový krok pri výrobe polovodičov. Zatiaľ čo iné kovy, ako napríklad meď a striebro, ponúkajú lepšiu odolnosť proti korózii a elektrickú húževnatosť, sú tiež oveľa drahšie ako hliník.
Jednou z najrozšírenejších aplikácií hliníka pri výrobe polovodičov je technológia naprašovania. Tenké vrstvenie nanovrstvy vysoko čistých kovov a kremíka v mikroprocesorových doštičkách sa dosahuje procesom fyzikálneho nanášania z pár známeho ako naprašovanie. Materiál sa vystreľuje z terča a ukladá sa na substrátovú vrstvu kremíka vo vákuovej komore, ktorá je naplnená plynom na uľahčenie postupu; zvyčajne inertným plynom, ako je argón.
Podkladové dosky pre tieto terče sú vyrobené z hliníka s vysoko čistými materiálmi určenými na nanášanie, ako je tantal, meď, titán, volfrám alebo 99,9999 % čistý hliník, naviazanými na ich povrch. Fotoelektrické alebo chemické leptanie vodivého povrchu substrátu vytvára mikroskopické obvodové vzory používané vo funkcii polovodiča.
Najbežnejšou hliníkovou zliatinou používanou pri spracovaní polovodičov je 6061. Na zabezpečenie čo najlepšieho výkonu zliatiny sa na povrch kovu zvyčajne nanáša ochranná eloxovaná vrstva, ktorá zvyšuje odolnosť proti korózii.
Keďže ide o také presné zariadenia, korózia a iné problémy sa musia dôkladne sledovať. Zistilo sa, že ku korózii polovodičových súčiastok prispieva niekoľko faktorov, napríklad ich balenie do plastu.